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les fichiers d'initialisation: start et startfi

  figure884
Figure 5.3: Organisation des fichiers DRS  

Les fichiers start et startfi, comme tout les fichier DRS du GCM, sont bâtis sur le même modèle (voir la composition d'un fichier DRS figure 5.3). Ils contiennent:
- un entête constitué d'une variable "contrôle" suivie d'une série de variables définissant la grille (physique ou dynamique).
- Une série de variables non temporelles donnant des informations sur les conditions de surface de la planète.
- Une variable "temps" donnant les valeurs des différent instants auxquels les variables temporelles sont stockées (une seule valeur de temps (t=0) pour start et startfi, puisqu'il s'agit des conditions intiales).
- les variables d'état du modèle sur la grille correspondante aux différents instants de la simulation sélectionnés (réglé par un pas de temps) pour les fichiers de sortie en cours de simulation (diagfi, histmoy, etc... ).

Visualisons à l'aide de l'éditeur drsed le contenu d'un fichier start:
(Attention, la commande "list" de drsed donne les variables dans l'ordre inverse du stockage; la 1ère variable stockée est donc la dernière dans le listing à savoir la variable "contrôle", puis la variable "rlonu"...)

drsed start
> list

_______________________________________________________
phis: geopotentiel au sol
pext: pression extensive
q01: traceur
h: temperature potentielle
vcov: vents v covariants
ucov: vents u covariants
temps: temps simule
phisinit: Geopotentiel au sol init
aire: Aires des mailles
cv: Coefficients de passage cov <--> naturel
cu: Coefficients de passage cov <--> naturel
sig_s: sigmas aux niveaux s
s: Niveaux s
sig: Niveaux sigmas
rlatv: Latitudes aux points v
rlonv: Longitudes aux points v
rlatu: Latitudes aux points u
rlonu: Longitudes aux points u
controle: Tableau des parametres du run
-------------------------------------------------------

Listing du contenu d'un fichier startfi:

drsed startfi
> list

_______________________________________________________
q2: pbl wind variance
emis: surface emissivity
tsoil: Soil temperature
tsurf: Surface temperature
co2ice: CO2 ice cover
temps: temps simule
zthe: Relief: parametre theta
zgam: Relief: parametre gamma
zsig: Relief: parametre sigma
zstd: ecartype du relief
zmea: Relief moyen
inertiedat: Inertie thermique du sol
albedodat: Albedo du sol nu
phisfi: Geopotentiel au sol init
area: Aires des mailles
lati: Latitudes
long: Longitudes
surf_coor: Indice vertical sol
vert2_coor: Indice vertical (bords)
vert_coor: Indice vertical
hor_coor: Indice horizontal
controle: Tableau des parametres du run
-------------------------------------------------------

Entêtes physiques et dynamiques

Il y a deux types d'entêtes: un pour les fichiers physiques et un pour les fichiers dynamiques. Cet entête commence toujours par une variable "contrôle" (décrite un peu plus loin), que l'on affecte différemment pour la physique et pour la dynamique. Les autres variables de l'entête concernent les grilles (physique et dynamique). On retrouve donc:

les coordonnées horizontales
- rlonu, rlatu, rlonv, rlatv pour la dynamique,
- lati, long pour la physique,

les coordonnées verticales
- sig ,s ,sig_s pour la dynamique,
- surf_coor, vert2_coor, vert_coor, hor_coor pour la physique,

des coefficients de passages de la grille physique à la grille dynamique
- cu,cv dans l'entête dynamique uniquement

et pour finir l'aire des mailles
- aire pour la dynamique,
- area pour la physique.

Conditions de surface

Des conditions de surface sont données essentiellement dans les fichiers DRS physiques par les variables:
- phisfi pour le géopotentiel au sol initial,
- albedodat pour l'albedo du sol nu,
- inertiedat pour l'inertie thermique du sol,
- zmea, zstd, zsig, zgam et zthe pour le relief.

Pour la dynamique:
- physinit pour le géopotentiel au sol initial

Remarque: les variables phisfi et physinit contiennent les mêmes informations (géopotentiel au sol), mais physfi donne les valeurs du géopotentiel sur la grille physique tandis que physinit les donne sur la grille dynamique.

Variables d'état physiques et dynamiques

Pour des raisons de commodité, on stocke dans les fichiers d'initialisation, non pas les variables "naturelles", mais directement les variables utilisées par le modèle.

Pour la dynamique:

- ucov et vcov les vents covariants
Ces variables sont reliées aux vents "naturels" par
ucov = cu * u et vcov = cv * v
- h la température potentielle,
ou plus précisément l'enthalpie potentielle reliée à T la temperature par tex2html_wrap_inline5610
- q01 les traceurs,
- pext la pression multipliée par l'aire de la maille
reliée à ps la pression par ...

ucov et vcov, variables "vectorielles", sont stockés respectivement sur les grilles u et v "décalée" de la dynamique (voir section 4.2).
h, q01, pext, variables scalaires, sont stockées sur la grille dite "scalaire" de la dynamique.

Pour la physique:

- co2ice la glace carbonique en surface,
- tsurf la température de surface,
- tsoil la température dans différentes couches sous la surface,
- emis l'emissivité de la surface,
- q2 la variance du vent,
ou plus précisement la racine carrée de l'énergie cinétique turbulente.

Toutes ces variables sont stockées sur la grille "physique" (voir section 4.2).

La variable "contrôle"

Qu'ils soient physiques ou dynamiques, les entêtes des fichiers DRS du GCM commencent tous par une variable contrôle. Cette variables est un tableau de 100 réels (tableau appellé "tab_cntrl" dans le programme), qui contient les paramètres de contrôle du programme. Ces paramètres, différents pour la physique et la dynamique, sont listés ci-dessous. On peut également visualiser le contenu du tableau tab_cntrl en tapant la commande "> print controle" sous drsed.

La variable "contrôle" de l'entête d'un fichier DRS dynamique:

_______________________________________________________
tab_cntrl(1) = float(iim)       ! nombre de points en longitude
tab_cntrl(2) = float(jjm)       ! nombre de points en latitude
tab_cntrl(3) = float(llm)       ! nombre de couches
tab_cntrl(4) = float(idayref)   ! jour 0
tab_cntrl(5) = rad     ! rayon de mars(m) ~3397200
tab_cntrl(6) = omeg    ! vitesse de rotation (rad.s-1)
tab_cntrl(7) = g       ! gravite (m.s-2) ~3.72
tab_cntrl(8) = mugaz   ! Masse molaire de l'atm (g.mol-1) ~43.49
tab_cntrl(9) = kappa   ! = r/cp  ~0.256793 (=rcp dans physique)
tab_cntrl(10) = daysec ! duree du sol (s)  ~88775
tab_cntrl(11) = dtvr   ! pas de temps de la dynamique (s)
 
tab_cntrl(12) = etot0  ! energie totale    !
tab_cntrl(13) = ptot0  ! pression totalei   !    variables
tab_cntrl(14) = ztot0  ! enstrophie totale   !  de controle
tab_cntrl(15) = stot0  ! enthalpie totale   !    globales
tab_cntrl(16) = ang0   ! moment cinetique  !
tab_cntrl(17) = clon   ! longitude en degres du centre du zoom   
tab_cntrl(18) = clat   ! latitude en degres du centre du zoom
tab_cntrl(19) = alphax ! facteur de grossissement du zoom,selon longitude
tab_cntrl(20) = alphay ! facteur de grossissement du zoom ,selon latitude
-------------------------------------------------------

La variable "contrôle" de l'entête d'un fichier DRS physique:

_______________________________________________________
c Info sur la grille physique
      tab_cntrl(1) = float(ngridmx)  ! nombre de points de la grille physique
      tab_cntrl(2) = float(nlayermx) ! nombre de couches
      tab_cntrl(3) = float(idayref)  ! jour 0
 
c Info sur la Planete Mars pour la dynamique et la physique
      tab_cntrl(5) = rad      ! rayon de mars(m) ~3397200
      tab_cntrl(6) = omeg     ! vitesse de rotation (rad.s-1)
      tab_cntrl(7) = g        ! gravite (m.s-2) ~3.72
      tab_cntrl(8) = mugaz    ! Masse molaire de l'atm (g.mol-1) ~43.49
      tab_cntrl(9) = rcp      !  = r/cp  ~0.256793 (=kappa dans dynamique)
      tab_cntrl(10) = daysec  ! duree du sol (s)  ~88775
 
      tab_cntrl(11) = dtphys  ! pas de temps de la physique 
      tab_cntrl(12) = 0.
      tab_cntrl(13) = 0.
 
c Info sur la Planete Mars pour la physique uniquement
      tab_cntrl(14) = year_day  ! duree de l'annee (sols) ~668.6
      tab_cntrl(15) = periheli  ! dist.min. soleil-mars (Mkm) ~206.66
      tab_cntrl(16) = aphelie   ! dist.max. soleil-mars (Mkm) ~249.22
      tab_cntrl(17) = peri_day  ! date du perihelie (sols depuis printemps)
      tab_cntrl(18) = obliquit  ! Obliquite de la planete (deg) ~23.98
 
c Couche limite et Turbulence
      tab_cntrl(19) = z0        ! surface roughness (m) ~0.01
      tab_cntrl(20) = lmixmin   ! longueur de melange ~100
      tab_cntrl(21) = emin_turb ! energie minimale ~1.e-8
 
c propriete optiques des calottes et emissivite du sol
      tab_cntrl(22) = albedice(1)  ! Albedo calotte nord ~0.5
      tab_cntrl(23) = albedice(2)  ! Albedo calotte sud ~0.5
      tab_cntrl(24) = emisice(1)   ! Emissivite calotte nord ~0.95
      tab_cntrl(25) = emisice(2)   ! Emissivite calotte sud ~0.95
      tab_cntrl(26) = emissiv      ! Emissivite du sol martien ~.95
      tab_cntrl(31) = iceradius(1) ! mean scat radius of CO2 snow (north)
      tab_cntrl(32) = iceradius(2) ! mean scat radius of CO2 snow (south)
      tab_cntrl(33) = dtemisice(1) ! time scale for snow metamorphism (north)
      tab_cntrl(34) = dtemisice(2) ! time scale for snow metamorphism (south)
 
c Proprietes des poussiere aerosol
      tab_cntrl(27) = tauvis      ! profondeur optique visible moyenne
 
      tab_cntrl(28) = 0.
      tab_cntrl(29) = 0.
      tab_cntrl(30) = 0.
-------------------------------------------------------


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HOURDIN Christophe
mardi, 9 novembre 1999, 17:34:37 MET